CN116808611A - 一种闭环多次热回收蒸发系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种闭环多次热回收蒸发系统，一次蒸发室蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到一次冷凝热回收室，回收一次蒸发的冷凝热用来加热二次蒸发室物料；受热的二次蒸发室物料蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到二次冷凝热回收室，回收二次蒸发的冷凝热，用来加热三次蒸发室物料；受热的三次蒸发室物料蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到三次冷凝热回收室，回收三次蒸发的冷凝热，用来加热四次蒸发室物料；受热的四次蒸发室物料蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到四次冷凝热回收室；此系统使能源得到多次利用，大大地提高能效；可用来进行蒸发提取、蒸发浓缩或蒸馏，广泛应用于化工、制药、和环保等行业。

Description

一种闭环多次热回收蒸发系统

技术领域

本发明涉及热回收蒸发系统技术领域，更具体地说，它涉及一种闭环多次热回收蒸发系统。

背景技术

蒸发提取、蒸发浓缩及蒸馏技术广泛应用于化工、制药、和环保等行业。常见的是采用高温蒸气或锅炉作为热源的蒸发提取、浓缩及蒸馏设备。它们除了产生高温热源需在消耗大量的能源外，蒸发后的冷凝也需要消耗大量的能源没有效的回收再利用，浪费大量的能源。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种闭环多次热回收蒸发系统，以减少能耗，提高能源的回收再利用，。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种闭环多次热回收蒸发系统，包括：一次蒸发室经一次循环泵将料液输送至热泵系统冷凝器进行加热，加热后的料液进入一次蒸发室，加热后的料液在一次蒸发室蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到一次冷凝热回收室，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入一次气液分离器，一次气液分离器分离出冷凝液和不凝气体；

一次蒸发室中的料液进入下一级二次蒸发室，二次蒸发室经二次循环泵将料液输送至一次冷凝热回收室，回收一次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到二次蒸发室蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到二次冷凝热回收室，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入二次气液分离器，二次气液分离器分离出冷凝液和不凝气体；

二次蒸发室中的料液进入下一级三次蒸发室，三次蒸发室经三次循环泵将料液输送至二次冷凝热回收室，回收二次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到三次蒸发室蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到三次冷凝热回收室，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入三次气液分离器，三次气液分离器分离出冷凝液和不凝气体；

三次蒸发室中的料液进入下一级四次蒸发室，四次蒸发室经四次循环泵将料液输送至三次冷凝热回收室，回收三次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到四次蒸发室蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到四次冷凝热回收室，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入四次气液分离器，四次气液分离器分离出冷凝液和不凝气体；

热泵系统的压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的制冷剂送至热泵系统冷凝器把一次蒸发室送过来的料液进行加热，同时制冷剂放热被冷凝成低温液态制冷制，低温液态制冷剂经节流阀后变为更低温度的制冷剂，制剂经过四次冷凝热回收室回收四次蒸汽冷凝时放出来的热量低温低压液态制冷剂吸收热量后蒸发变为气态制冷剂，气态制冷剂再回到压缩机被压缩；通过压缩机热泵系统把低品位的热再次回收变为高品位的热回到一次蒸发室中。

可选的，通过真空泵将气液分离器、所分离出的不凝气排出，同时使蒸发室的压力变为负压，蒸发室内的物料随着压力的降低，沸点也跟着降低，使物料在低温下沸腾蒸发。

可选的，气液分离器所分离出的冷凝液，经过热效换器把高温冷凝液的热量释放给进入一次蒸发室的低温料液，再经过负压排水泵排出。

可选的，原始低温料液，经过热效换器回收高温冷凝液中的热量至一次蒸发室蒸发后，未蒸发的部分再进入二次蒸发室进行第二次蒸发，未蒸发的部分再进入三次蒸发室进行第三次蒸发，未蒸发的部分再进入四次蒸发室进行第四次蒸发，最后得到及高浓度的料液由排料泵排出。

综上所述，本发明具有以下有益效果：整个过程的热量形成一个闭环，进行多次热回收循环再利用，不需要外部热源，只需消耗一小部份热泵功率，即做到能源的多次利用。更加节能及环保。同时采用多次进行蒸发，使物料每经过一级蒸发就去掉一部份水份，使出料达到更高浓度的浓缩物。可广泛应用蒸发提取、物料浓缩、废液蒸发等处理技术领域。

附图说明

图1是本发明的闭环多次热回收蒸发系统示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种闭环多次热回收蒸发系统,如图1所示，该闭环多次热回收蒸发系统所涉及的处理设备包括热泵系统、一次蒸发热回收系统二次蒸发热回收系统、三次蒸发热回收系统、四次蒸发热回收系、统抽真空系统、排冷凝液系统、进出料系统、余热散热系统；处理过程为低浓度物料进入一次热回收蒸发系统蒸发后再进入二次热回收蒸发系统蒸发，二次热回收蒸发系统蒸发一部份物料后再进入三次热回收蒸发系统蒸发，三次热回收蒸发系统蒸发一部份物料后再进入四次热回收蒸发系统蒸发；经过四次蒸发处理后的物料变为蒸发残余物(或浓缩液)及提取物(或冷凝液)；

热泵系统包括压缩机51、热泵系统冷凝器52、节流阀53、四次冷凝热回收室43；具体地，热泵系统的压缩机51将气态的制冷剂压缩为高温高压的制冷剂送至热泵系统冷凝器52把一次蒸发送过来的料液进行加热，同时制冷剂放热被冷凝成低温液态制冷制，低温液态制冷剂经节流阀53后变为更低温度的制冷剂，制剂经过四次冷凝热回收室43回收四次蒸汽冷凝时放出来的热量，低温低压液态制冷剂吸热量后变为气态制冷剂，气态制冷剂再回到压缩机被压缩；通过压缩机热泵系统把低品位的热再次回收变为高品位的一次蒸发室中；

—次热回收蒸发系统包括一次蒸发室12、一次循环泵11、热泵系统冷凝器52、一次冷凝热回收室13、一次气液分离器14；具体地，一次蒸发室12经一次循环泵11将料液输送至热泵系统冷凝器52进行加热，加热后的料液进入一次蒸发室12，加热后的料液在一次蒸发室12蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到一次冷凝热回收室13冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入一次气液分离器14，一次气液分离器14分离出冷凝液和不凝气；

二次热回收蒸发系统包括二次蒸发室22、二次循环泵21、二次冷凝热回收室23、二次气液分离器24；具体地，一次蒸发室12中的料液进入下一级二次蒸发室22，二次蒸发室22经二次循环泵21将料液输送至一次冷凝热回收室13，回收一次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到二次蒸发室22蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到二次冷凝热回收室23，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入二次气液分离器24，二次气液分离器24分离出冷凝液和不凝气；

三次热回收蒸发系统包括三次蒸发室32、三次循环泵31、三次冷凝热回收室33、三次气液分离器34；具体地，二次蒸发室22中的料液进入下一级三次蒸发室32，三次蒸发室32经三次循环泵31将料液输送至二次冷凝热回收室23，回收二次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到三次蒸发室32蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到三次冷凝热回收室33，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入三次气液分离器34，三次气液分离器34分离出冷凝液和不凝气；

四次热回收蒸发系统包括四次蒸发室42、四次循环泵41、四次冷凝热回收室43、四次气液分离器44；具体地，三次蒸发室32中的料液进入下一级四次蒸发室42，四次蒸发室42经四次循环泵41将料液输送至三次冷凝热回收室33，回收三次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到四次蒸发室42蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到四次冷凝热回收室43，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入四次气液分离器44，四次气液分离器44分离出冷凝液和不凝气。

抽真空系统包括真空泵62、一次气液分离器14、二次气液分离器24、三次气液分离器34、四次气液分离器44。具体地，通过真空泵62将气液分离器14、24、34、44所分离出的不凝气排出，同时使蒸发室12、22、32、42的压力变为负压，蒸发室内的物料随着压的降低，沸点也跟着降低。使物料在低温下沸腾蒸发；

排冷凝液系统包括气一次液分离器14、二次液分离器24、三次液分离器34、四次液分离器44、热效换器64、负压排水泵63；具体地，气液分离器14、24、34、44所分离出的冷凝液，经过热效换器64把高温冷凝液的热量释放给进入一次蒸发室12的低温料液，再经过负压排水泵63排出。

进出料系统包括热效换器64、一次蒸发室12、二次蒸发室22、三次蒸发室32、四次蒸发室42、排料泵61；具体地，原始低温料液经过热效换器64回收高温冷凝液中的热量至一次蒸发室12蒸发后，未蒸发的部分再进入二次蒸发室22进行第二次蒸发，未蒸发的部分再进入三次蒸发室32进行第二次蒸发，未蒸发的部分再进入四次蒸发室42进行第四次蒸发，最后得到及高浓度的料液由排料泵61排出；

一次蒸发室12上设有压力传感器，用于监测一次蒸发室12的压力；二次蒸发室22上设有压力传感器，用于监测二次蒸发室22的压力；三次蒸发室32上设有压力传感器，用于监测三次蒸发室32的压力；四次蒸发室42上设有压力传感器，用于监测四次蒸发室42的压力。

进一步地，一次蒸发室12上设有一次抽空气动阀，抽真空时通过控制器启动一次抽空气动阀；二次蒸发室22上设有二次抽空气动阀，抽真空时通过控制器启动二次抽空气动阀；三次蒸发室32上设有三次抽空气动阀，抽真空时通过控制器启动三次抽空气动阀；四次蒸发室42上设有四次抽空气动阀，抽真空时通过控制器启动四次抽空气动阀；

一次蒸发室12上设有一次液位传感器，用于监测一次蒸发室12的液位二次蒸发室22上设有二次液位传感器，用于监测二次蒸发室22的液位；三次蒸发室32上设有三次液位传感器，用于监测三次蒸发室32的液位；四次蒸发室42上设有四次液位传感器，用于监测四次蒸发室42的液位。

进一步地，由于一次蒸发室12致四次蒸发室42的温度续级降低，它们所对应的真空压力也是续级降低；一次蒸发室12上设有一次电动阀，通过一次液位传感器控制一次电动阀，利用一次蒸发室12的负压实现进料；二次蒸发室22上设有二次电动阀，通过二次液位传感器控制二次电动阀，利用一次蒸发室12与二次蒸发室22压力差实现进料；三次蒸发室32上设有三次电动阀，通过三次液位传感器控制三次电动阀，利用二次蒸发室22与三次蒸发室32压力差实现进料；四次蒸发室42上设有四次电动阀，通过四次液位传感器控制四次电动阀；利用三次蒸发室32与四次蒸发室42压力差实现进料；

—次气液分离器14上设有一次液位开关，用于监测一次气液分离器14的液位；二次气液分离器24上设有二次第二液位开关，用于监测二次气液分离器24的液位；三次气液分离器34上设有三次第二液位开关，用于监测三次气液分离器34的液位；四次气液分离器44上设有四次第二液位开关，用于监测四次气液分离器44的液位。

进一步地，一次气液分离器14上设有一次排液气动阀，液位到达一次液位开关上限后控制一次排液气动阀及负压排水泵63排出冷凝液，到达下限时停止排冷凝液；二次气液分离器24上设有二次排液气动阀，液位到达二次液位开关上限后控制二次排液气动阀及负压排水泵63排出冷凝液，到达下限时停止排冷凝液；三次气液分离器34上设有三次排液气动阀，液位到达三次液位开关上限后控制三次排液气动阀及负压排水泵63排出冷凝液，到达下限时停止排冷凝液；四次气液分离器44上设有四次排液气动阀，液位到达四次液位开关上限后控制四次排液气动阀及负压排水63排出冷凝液，到达下限时停止排冷凝液；通过控制器限制气液分离器不能同时排液，必需等到上一个排完液后再到下一个，避免气液分离器之间串液。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种闭环多次热回收蒸发系统，其特征在于，包括：一次蒸发室(12)经一次循环泵(11)将料液输送至热泵系统冷凝器(52)进行加热，加热后的料液进入一次蒸发室(12)，加热后的料液在一次蒸发室(12)蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到一次冷凝热回收室(13)，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入一次气液分离器(14)，一次气液分离器(14)分离出冷凝液和不凝气体；

一次蒸发室(12)中的料液进入下一级二次蒸发室(22)，二次蒸发室(22)经二次循环泵(21)将料液输送至一次冷凝热回收室(13)，回收一次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到二次蒸发室(22)蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到二次冷凝热回收室(23)，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入二次气液分离器(24)，二次气液分离器(24)分离出冷凝液和不凝气体；

二次蒸发室(22)中的料液进入下一级三次蒸发室(32)，三次蒸发室(32)经三次循环泵(31)将料液输送至二次冷凝热回收室(23)，回收二次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到三次蒸发室(32)蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到三次冷凝热回收室(33)，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入三次气液分离器(34)，三次气液分离器(34)分离出冷凝液和不凝气体；

三次蒸发室(32)中的料液进入下一级四次蒸发室(42)，四次蒸发室(42)经四次循环泵(41)将料液输送至三次冷凝热回收室(33)，回收三次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到四次蒸发室(42)蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到四次冷凝热回收室(43)，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入四次气液分离器(44)，四次气液分离器(44)分离出冷凝液和不凝气体；

热泵系统的压缩机(51)将气态的制冷剂压缩为高温高压的制冷剂送至热泵系统冷凝器(52)把一次蒸发室(12)送过来的料液进行加热，同时制冷剂放热被冷凝成低温液态制冷制，低温液态制冷剂经节流阀(53)后变为更低温度的制冷剂，制剂经过四次冷凝热回收室(43)回收四次蒸汽冷凝时放出来的热量，低温低压液态制冷剂吸收热量后蒸发变为气态制冷剂，气态制冷剂再回到压缩机被压缩；通过压缩机热泵系统把低品位的热再次回收变为高品位的热回到一次蒸发室中。

2.根据权利要求1所述的一种闭环多次热回收蒸发系统，其特征在于，通过真空泵(62)将气液分离器(14)、(24)、(34)、(44)所分离出的不凝气排出，同时使蒸发室(12)、(22)、(32)、(42)的压力变为负压，蒸发室内的物料随着压力的降低，沸点也跟着降低，使物料在低温下沸腾蒸发。

3.根据权利要求1所述的一种闭环多次热回收蒸发系统，其特征在于:气液分离器(14)、(24)、(34)、(44)所分离出的冷凝液，经过热效换器(64)把高温冷凝液的热量释放给进入一次蒸发室(12)的低温料液，再经过负压排水泵(63)排出。

4.根据权利要求3所述的一种闭环多次热回收蒸发系统，其特征在于，原始低温料液，经过热效换器(64)回收高温冷凝液中的热量至一次蒸发室(12)蒸发后，未蒸发的部分再进入二次蒸发室(22)进行第二次蒸发，未蒸发的部分再进入三次蒸发室(32)进行第三次蒸发，未蒸发的部分再进入四次蒸发室(42)进行第四次蒸发，最后得到及高浓度的料液由排料泵(61)排出。